Feyza DURMAZ VR’ın en büyük ekran zorluklarından biri. Kent State Üniversitesi ve Meta Reality Labs tarafından yapılan yeni araştırma, değişken odaklı VR gözlükleri oluşturmak için kullanılabilecek büyük dinamik odaklı sıvı kristal lenslerini gösterdi.
VR Ar-Ge alanında, sıcak konulardan biri, sözde yakınsama uyum çatışması (VAC) için pratik bir çözüm bulmaktır. Bugüne kadar piyasadaki tüm tüketici VR gözlükleri, bir çift gözün (bir stereo görüntü oluşturmak için nesneler üzerinde birleştiğinde) yakınlaşma refleksini destekleyen, ancak tek bir gözün uyum refleksini desteklemeyen 3D görüntüler oluşturan stereoskopi kullanarak bir görüntü oluşturur.
Gerçek dünyada, bu iki refleks her zaman birlikte çalışır, ancak bir VR’da gözler gerektiği yerde birleşmeye devam ettiği için bağlantıları kesilir, ancak ışığın tümü aynı mesafeden (ekrandan) geldiği için bunların yerleşimi statik kalır. Alandaki araştırmacılar, VAC’nin göz yorgunluğuna neden olabileceğini, yakın görüntülere odaklanmayı zorlaştırabileceğini ve hatta görsel dalmayı sınırlayabileceğini söylüyor.
VR’ın En Büyük Ekran Zorluklarından Birine Çözüm Aramak
Örneğin holografik ekranlar ve çoklu odak düzlemleri gibi hem açıyı hem de uyumu doğru şekilde destekleyen değişken odaklı gözlüklerde kullanılabilecek teknolojilerle ilgili çok sayıda deney yapıldı. Ancak görünen o ki hiçbiri VAC’yi çözmek için pratik, uygun maliyetli ve seri üretilebilir bir çözüme ulaşamadı.
VAC için başka bir potansiyel çözüm, voltajları ayarlandıkça odak uzunluklarını değiştirebilen dinamik odaklı sıvı kristal (LC) lenslerdir. Meta Reality Labs’ın finansmanı ve katılımıyla bir Kent State Üniversitesi lisansüstü öğrenci projesine göre, bu tür lensler daha önce gösterildi, ancak çoğunlukla çok küçük boyutlarda, çünkü boyut arttıkça geçiş süresi (odak ne kadar hızlı değiştirilebiliyor) önemli ölçüde yavaşlıyor.
Modern bir VR gözlüğünde içine yerleştirecek olsaydınız, istediğiniz dinamik odak lensinin boyutuna ulaşmak için – geçiş süresini yeterince düşük tutarken – araştırmacılar bir dizi ‘faz sıfırlama’ ile büyük bir dinamik odak LC lens tasarladılar. Fresnel lensinde kullanılan halkalarla karşılaştırdıkları. Genişliğini azaltmak için (Fresnel’de olduğu gibi) lensi bölümlere ayırmak yerine, faz sıfırlama bölümlerine birbirinden ayrı güç verilir, böylece her bölüm içindeki sıvı kristaller, değişken odaklı bir VR gözlükte kullanım için pratik olacak kadar hızlı bir şekilde geçiş yapabilir.
Güçlü ve Zayıf Yönleri
SID Display Week 2022 konferansında sunulan yeni araştırmada araştırmacılar, yeteneklerini ölçmek ve güçlü, zayıf yönlerini belirlemek için 5 cm’lik dinamik odaklı bir LC lensi tanımladılar.
Araştırmacılar dinamik odak lensinin, -0.80 D ila +0.80 D arasında dinamik bir odak aralığını ve 500 ms’nin altında bir anahtarlama hızını desteklerken, lensin merkezine doğru yüksek görüntü kalitesi elde ettiğini gösteriyor.
Güçlü yönleri: Referans olarak, 90 Hz gözlükte kullanıcıya her 11 ms’de bir (saniyede 90 defa) yeni bir çerçeve gösterilirken, 500 ms’lik bir geçiş süresi 2 Hz’ye (saniyede iki defa) eşittir. Bu, gözlüğün kare hızından çok daha yavaş olsa da, gözün yeni bir odak mesafesine ayarlanabileceği hız düşünüldüğünde pratik hız dahilinde olabilir. Ayrıca araştırmacılar, birden fazla lensi istifleyerek geçiş süresinin artırılabileceğini söylüyorlar.
Zayıf Yönleri: Araştırmacılar dinamik odaklı LC lensin, faz sıfırlama segmentleri nedeniyle görüş lensin kenarına yaklaştıkça görüntü kalitesinde bir azalmadan muzdarip olduğunu söylüyor, kavram olarak sırtlardan kaynaklanan ışık saçılmasına benzer bir Fresnel lenste. Sunulan çalışma, bu artefaktları azaltmak için tasarlanmış maskeleme tekniğini de araştırıyor.
Sonuç olarak, araştırmacılar, deneysel dinamik odaklı LC lensin, Fresnel optikli birçok VR gözlüğünün görüntü kalitesi düşüşüne oldukça benzeyen “yaklaşık 30°’lik bir bakış açısı içinde, muhtemelen kabul edilebilir [görüntü kalitesi] değerleri” sunduğu sonucuna varılıyor.
Araştırmacılar, bu teknolojiden gerçekten değişken odaklı bir gözlük oluşturmak için, bir VR gözlüğünde ihtiyaç duyulan optik boru hattını elde etmek için dinamik odaklı LC lensin geleneksel bir lensle birlikte kullanılacağını söylüyorlar. Hassas göz takibi de gereklidir, böylece sistem kullanıcının nereye baktığını bilir, böylece merceğin odağını bu derinlik için doğru şekilde nasıl ayarlayacağını bilir.
Bu makaledeki çalışma, gelecekteki araştırmacıların kendi çalışmalarını test etmek veya gösterilen tasarımda yapılabilecek iyileştirmeleri belirlemek için kullanabilecekleri lensin performansını gösteren ölçüm yöntemlerini ve kıyaslamalarını sunar.
Tam makale henüz yayınlanmadı, ancak baş yazarı Amit Kumar Bhowmick tarafından SID Display Week 2022’de sunuldu.
Ya Half Dome 3?
Özellikle Meta Reality Labs’ın katılımıyla yapılan bu araştırma göz önüne alındığında, şirketin daha önce Half Dome 3 prototipinde sergilediği değişken odaklı sistemden farkını merak ediyoruz.